RU2257007C1

RU2257007C1 - Transformer-isolated electronic switch

Info

Publication number: RU2257007C1
Application number: RU2004103754/09A
Authority: RU
Inventors: В.Л. Коган (RU); В.Л. Коган
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Алмаз"
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2005-07-20

Abstract

FIELD: pulse engineering; pulse modulators and radars.

SUBSTANCE: proposed transformer-isolated electronic switch has MIS transistor, transistor switch, diode, two transformers, inverter, two pulse burst shapers which are, essentially, two controlled short-pulse generators, and two leading-edge delay circuits.

EFFECT: enlarged functional capabilities due to enhanced speed of switch.

5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсных модуляторах, применяемых, например, в радиолокации.The invention relates to a pulse technique and can be used in pulse modulators used, for example, in radar.

Известны электронные транзисторные ключи с трансформаторной развязкой входа и выхода на основе МДП-транзисторов (П.А.Воронин “Силовые полупроводниковые ключи”, М., издательский дом “Додэка-XXl”, 2001, с. 191). Они содержат МДП-транзистор, развязывающий трансформатор, диод, через который осуществляется заряд входной емкости МДП-транзистора, и дополнительный транзисторный ключ, обеспечивающий быстрый разряд входной емкости МДП-транзистора. Управление осуществляется пакетами импульсов. При этом каждый импульс пакета своим переднем фронтом включает МДП-транзистор, а задним фронтом открывает дополнительный транзисторный ключ, запирая МДП-транзистор.Electronic transistor switches with transformer isolation of the input and output based on MOS transistors are known (P. A. Voronin “Power semiconductor switches”, M., Dodeka-XXl Publishing House, 2001, p. 191). They contain an MOS transistor, a decoupling transformer, a diode through which the input capacitance of the MOS transistor is charged, and an additional transistor switch that provides a fast discharge of the input capacitance of the MOS transistor. Control is carried out by packets of impulses. In this case, each pulse of the packet with its leading edge includes an MOS transistor, and with a trailing edge it opens an additional transistor switch, locking the MOS transistor.

Недостатком этих устройств является их низкая надежность из-за необходимости при выпрямлении пакетов импульсов обеспечить компромисс между глубиной провалов вершины выпрямленного пакета и длительностью его фронтов.The disadvantage of these devices is their low reliability due to the need to straighten packets of pulses to provide a compromise between the depth of the dips of the top of the rectified packet and the duration of its fronts.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является электронный ключ (Патент РФ №2037265, МПК Н 03 К 17/60, oпубл. 09.06.95 г.), в который введен второй трансформатор. Включение осуществляется через первый трансформатор включающим пакетом импульсов, а выключение - с помощью дополнительного транзисторного ключа через второй трансформатор выключающим пакетом импульсов. Это обеспечивает более надежное включение и выключение МДП-транзистора на всю длительность каждого пакета импульсов. Первый импульс в пакете осуществляет переключение, а все последующие - подтверждение состояния (включено или выключено). Импульсы того и другого пакетов вырабатываются одним генератором и распределяются по пакетам в соответствии с входным сигналом (высокий уровень - включающий пакет, низкий уровень - выключающий пакет).Closest to the claimed invention in technical essence is an electronic key (RF Patent No. 2037265, IPC N 03 K 17/60, publ. 09.06.95), which introduced the second transformer. Switching on is carried out through the first transformer by the switching pulse package, and switching off is performed using an additional transistor switch through the second transformer by the switching off pulse package. This provides a more reliable on and off MOS transistor for the entire duration of each packet of pulses. The first pulse in the packet switches, and all subsequent ones confirm the state (on or off). The pulses of both packets are generated by one generator and distributed among the packets in accordance with the input signal (high level - including the packet, low level - turning the packet off).

Недостатком этого устройства является большая и постоянно меняющаяся задержка моментов переключения относительно фронтов управляющего (входного) сигнала. Переключения следуют в моменты, совпадающие с фронтами тактовых импульсов. Задержка моментов переключения относительно фронтов управляющего сигнала может достигать двух периодов следования тактовых импульсов. Это делает невозможным использование таких ключей, например, для модуляции сигнала в радиолокации.The disadvantage of this device is the large and constantly changing delay of the switching moments relative to the edges of the control (input) signal. Switchings follow at the moments coinciding with the fronts of clock pulses. The delay of the switching moments relative to the edges of the control signal can reach two periods of the sequence of clock pulses. This makes it impossible to use such keys, for example, to modulate a signal in radar.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является улучшение массогабаритных показателей и расширение функциональных возможностей электронного ключа путем привязки передних фронтов первых импульсов в пакете к фронтам управляющего сигнала, что дает возможность построения быстродействующего модулятора.The problem to which the invention is directed is to improve the overall dimensions and expand the functionality of the electronic key by linking the leading edges of the first pulses in the packet to the edges of the control signal, which makes it possible to build a high-speed modulator.

Решение поставленной задачи достигается с помощью электронного ключа с трансформаторной развязкой, содержащего МДП-транзистор, транзисторный ключ, выходы которого включены между затвором и истоком МДП-транзистора, диод, первый трансформатор, вторичная обмотка которого началом соединена с истоком МДП-транзистора, а концом - с анодом диода, катод которого соединен с затвором МДП-транзистора, второй трансформатор, вторичная обмотка которого началом соединена с истоком МДП-транзистора, а концом - с входом транзисторного ключа, инвертор, первый и второй формирователи пакетов импульсов, выходы которых соединены с первичными обмотками соответственно первого и второго трансформаторов, в котором, в отличие от прототипа, в качестве формирователей пакетов импульсов использованы два управляемых генератора коротких импульсов с большой скважностью (более 10), первые импульсы которых совпадают с фронтами управляющего сигнала, и введены: первая схема задержки переднего фронта, выход которой соединен со входом первого управляемого генератора, а вход - со входом электронного ключа и входом инвертора, и вторая схема задержки переднего фронта, выход которой соединен с входом второго управляемого генератора, а вход - с выходом инвертора.The solution to this problem is achieved using an electronic switch with transformer isolation, containing an MOS transistor, a transistor switch, the outputs of which are connected between the gate and the source of the MOS transistor, a diode, the first transformer, the secondary winding of which is connected to the source of the MOS transistor, and the end with the anode of the diode, the cathode of which is connected to the gate of the MOS transistor, the second transformer, the secondary winding of which is connected at the beginning to the source of the MOS transistor, and the end to the input of the transistor switch, inverter the second and second pulse packet shapers, the outputs of which are connected to the primary windings of the first and second transformers, respectively, in which, unlike the prototype, two controlled short pulse generators with a large duty cycle (more than 10), the first pulses of which coincide, are used as pulse packet shapers with the edges of the control signal, and introduced: the first delay circuit of the leading edge, the output of which is connected to the input of the first controlled generator, and the input to the input of the electronic key and input ode of the inverter, and a second leading edge delay circuit, the output of which is connected to the input of the second controlled generator, and the input to the output of the inverter.

Схема задержки переднего фронта, как одна из частных форм реализации, содержит RC-цепь, шунтирующий диод и пороговый элемент, причем один вывод резистора RC-цепи и катод шунтирующего диода соединены с входом схемы, а второй вывод резистора RC-цепи и анод шунтирующего диода соединены с первым выводом конденсатора RC-цепи и входом порогового элемента, второй вывод конденсатора RC-цепи соединен с общей шиной, а выход порогового элемента является выходом схемы задержки переднего фронта. Управляемый генератор содержит микросхему таймера, времязадающий конденсатор, высокоомный и низкоомный резисторы, причем времязадающий конденсатор и высокоомный резистор соединены с входом управляемого генератора, а их вторые выводы соединены с выводами низкоомного резистора, общая точка двух резисторов соединена со входом цепи разряда таймера, а общая точка низкоомного резистора и времязадающего конденсатора соединена с триггерным и пороговым входами таймера, а выход таймера является выходом управляемого генератора.The leading edge delay circuit, as one of the particular forms of implementation, contains an RC circuit, a shunt diode and a threshold element, with one output of the RC resistor and the cathode of the shunt diode connected to the input of the circuit, and a second output of the RC resistor and the anode of the shunt diode connected to the first terminal of the RC circuit capacitor and the input of the threshold element, the second terminal of the RC circuit capacitor is connected to the common bus, and the output of the threshold element is the output of the leading edge delay circuit. The controlled oscillator contains a timer chip, a timing resistor, high-resistance and low-resistance resistors, and the timing-capacitor and high-resistance resistor are connected to the input of the controlled generator, and their second terminals are connected to the terminals of the low-resistance resistor, the common point of the two resistors is connected to the input of the timer discharge circuit, and the common point a low-resistance resistor and a timing capacitor are connected to the trigger and threshold inputs of the timer, and the output of the timer is the output of a controlled generator.

Кроме того, для формирования импульсов с крутыми фронтами в электронный ключ введены второй МДП-транзистор со своим диодом и транзисторным ключом, вторые вторичные обмотки трансформаторов и два резистора, включенные последовательно с диодами, вторая вторичная обмотка второго трансформатора началом соединена с истоком второго МДП-транзистора, а концом - с его затвором через цепь резистор-диод, вторая вторичная обмотка первого трансформатора началом соединена с истоком второго МДП-транзистора, а концом - с входом второго транзисторного ключа, сток первого МДП-транзистора соединен с положительной шиной питания, исток второго МДП-транзистора соединен с отрицательной шиной питания, а его сток соединен с истоком первого МДП-транзистора и является выходом электронного ключа.In addition, to generate pulses with steep fronts, the second MOS transistor with its diode and transistor key, the second secondary windings of the transformers and two resistors connected in series with the diodes, the second secondary winding of the second transformer is connected to the source of the second MOS transistor by the beginning and the end - with its gate through the resistor-diode circuit, the second secondary winding of the first transformer is connected to the source of the second MOS transistor by the beginning, and the end - to the input of the second transistor In this case, the drain of the first MOS transistor is connected to the positive power bus, the source of the second MOS transistor is connected to the negative power bus, and its drain is connected to the source of the first MOS transistor and is the output of the electronic key.

Для увеличения амплитуды формируемых импульсов в n раз дополнительно введено и последовательно соединено соответственно с имеющимися первым и вторым МДП-транзиторами п-1 первых МДП-транзисторов и n-1 вторых МДП-транзисторов с соответствующими резисторами, диодами, транзисторными ключами, первыми и вторыми вторичными обмотками первого и второго трансформаторов, причем параллельно всем МДП-транзисторам включены шунтирующие резисторы.To increase the amplitude of the generated pulses by a factor of n, it is additionally introduced and connected in series with the first and second MOS transformers p-1 of the first MOS transistors and n-1 of the second MOS transistors with corresponding resistors, diodes, transistor switches, first and second secondary, respectively windings of the first and second transformers, and shunt resistors are included in parallel with all the MOS transistors.

Предложенное устройство за счет совокупности отличительных признаков по сравнению с прототипом обладает более высоким быстродействием, что позволяет использовать его для модуляции сигналов в радиолокации. Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.The proposed device due to the combination of distinctive features in comparison with the prototype has a higher speed, which allows you to use it to modulate signals in radar. The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена блок-схема электронного ключа с трансформаторной развязкой; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений, поясняющие работу заявляемого ключа.Figure 1 presents a block diagram of an electronic key with transformer isolation; figure 2 is a timing diagram of stresses explaining the operation of the claimed key.

Электронный ключ с трансформаторной развязкой (фиг.1) содержит МДП-транзистор 1, транзисторный ключ 2, диод 3, первый и второй трансформаторы соответственно 4 и 5, два генератора 6 и 7 пакетов импульсов, первую 8 и вторую 9 схемы задержки передних фронтов и инвертор 10. Вход инвертора 10 соединен с входом устройства и входом первой 8 схемы задержки переднего фронта, выход инвертора 10 соединен с входом второй 9 схемы задержки передних фронтов, выходы схем задержки передних фронтов соединены с входами соответствующих генераторов 6 и 7 пакетов импульсов, выходы последних соединены с первичными обмотками соответствующих первого и второго трансформаторов 4 и 5. Вторичная обмотка первого трансформатора 4 соединена одним концом с истоком МДП-транзистора 1, а вторым концом с анодом диода 3, катод которого соединен с затвором МДП-транзистора 1. Вторичная обмотка второго трансформатора 5 соединена одним концом с истоком МДП-транзистора 1, а вторым концом с входом транзисторного ключа 2, выходы которого соединены с затвором и истоком МДП-транзистора 1.An electronic switch with transformer isolation (Fig. 1) contains an MIS transistor 1, a transistor switch 2, a diode 3, the first and second transformers 4 and 5, respectively, two generators 6 and 7 pulse packets, the first 8 and second 9 delay front-end circuits, and inverter 10. The input of the inverter 10 is connected to the input of the device and the input of the first 8 of the leading edge delay circuit, the output of the inverter 10 is connected to the input of the second 9 of the leading edge delay circuit, the outputs of the leading edge delay circuit are connected to the inputs of the corresponding pulse train generators 6 and 7 , the outputs of the latter are connected to the primary windings of the corresponding first and second transformers 4 and 5. The secondary winding of the first transformer 4 is connected at one end to the source of the MOS transistor 1, and the second end to the anode of the diode 3, the cathode of which is connected to the gate of the MOS transistor 1. Secondary the winding of the second transformer 5 is connected at one end to the source of the MOS transistor 1, and the second end to the input of the transistor switch 2, the outputs of which are connected to the gate and the source of the MOS transistor 1.

Временные диаграммы напряжений (фиг.2) поясняют работу предлагаемого электронного ключа, где 11 - входной сигнал, 12 - выходной сигнал инвертора 10, 13 - выходной сигнал первой схемы 8 задержки переднего фронта, 14 - выходной сигнал второй схемы 9 задержки переднего фронта, 15 - выходной сигнал генератора 6 пакетов импульсов, 16 - выходной сигнал генератора 7 пакетов импульсов, 17 - напряжение на переходе затвор-исток МДП-транзистора.Timing diagrams of voltages (figure 2) explain the operation of the proposed electronic key, where 11 is the input signal, 12 is the output signal of the inverter 10, 13 is the output signal of the first front edge delay circuit 8, 14 is the output signal of the second front edge delay circuit 9, 15 - the output signal of the generator 6 pulse packets, 16 - the output signal of the generator 7 pulse packets, 17 - the voltage at the gate-source junction of the MOS transistor.

Электронный ключ с трансформаторной развязкой работает следующим образом. Если управляющий (входной) сигнал имеет высокий уровень, первый управляемый генератор 6 вырабатывает короткие (доли микросекунды) импульсы 15 с большой скважностью (более 10). Эти импульсы проходят первый трансформатор 4, обеспечивающий гальваническую развязку, и через диод 3 заряжают входную емкость МДП-транзистора 1 (ее величина порядка тысяч пикофарад). На выходе второго генератора 7 импульсов нет - 16, на затворе положительное напряжение 17, МДП-транзистор открыт. Если управляющий сигнал имеет низкий уровень, на выходе генератора 6 нет импульсов 15, на выходе инвертора 10 высокий уровень сигнала 12 и на выходе генератора 7 вырабатываются короткие импульсы с большой скважностью 16, которые проходят второй трансформатор 5, тоже обеспечивающий гальваническую развязку, и с помощью транзисторного ключа 2 разряжают входную емкость МДП-транзистора. На затворе напряжение относительно истока равно нулю 17. МДП-транзистор закрыт. Открытое или закрытое состояние МДП-транзистора поддерживается периодическим следованием импульсов во включающем или выключающем пакете. Первый импульс пакета изменяет состояние МДП-транзистора и следует за соответствующим фронтом с задержкой не меньшей, чем длительность заднего фронта подтверждающих импульсов. Подтверждающими импульсами являются все импульсы в пакетах, кроме первых, которые являются переключающими. Задержка, осуществляемая схемами задержки переднего фронта, мала (доли микросекунды) и имеет постоянную величину. Она нужна, чтобы исключить перекрытие переключающих импульсов с задним фронтом импульсов, подтверждавших предыдущее состояние. Скважность подтверждающих импульсов ограничивается с верхней стороны временем разряда входной емкости МДП-транзистора через утечки и запертые транзисторный ключ 2 и диод 3. Практически это 100 мкс и более. Развязывающие трансформаторы 4 и 5 передают короткие импульсы (доли микросекунды) при большой скважности. Это позволяет упростить их (использовать по две обмотки вместо трех в прототипе) и уменьшить массу и габариты, так как мощность трансформируемого сигнала обратно пропорциональна скважности. Малое число витков в обмотках этих трансформаторов позволяет обеспечить высокопотенциальную развязку (10 кВ и более) при малых габаритах.An electronic switch with transformer isolation works as follows. If the control (input) signal is high, the first controlled generator 6 generates short (fractions of a microsecond) pulses 15 with a high duty cycle (more than 10). These pulses pass through the first transformer 4, which provides galvanic isolation, and through the diode 3 they charge the input capacitance of the MOS transistor 1 (its value is on the order of thousands of picofarads). There are no 16 pulses at the output of the second generator - 16, a positive voltage of 17 at the gate, the MOS transistor is open. If the control signal is low, there are no pulses 15 at the output of the generator 6, a high signal level 12 at the output of the inverter 10 and short pulses with a high duty cycle 16 are generated at the output of the generator 7, which pass the second transformer 5, which also provides galvanic isolation, and using transistor switch 2 discharges the input capacitance of an MOS transistor. At the gate, the voltage relative to the source is zero 17. The MOS transistor is closed. The open or closed state of the MOS transistor is maintained by periodically following the pulses in an on or off packet. The first pulse of the packet changes the state of the MOS transistor and follows the corresponding edge with a delay of no less than the duration of the trailing edge of the confirming pulses. Confirming pulses are all pulses in the packets, except for the first, which are switching. The delay carried out by the leading edge delay circuits is small (fractions of a microsecond) and has a constant value. It is needed to exclude the overlapping of switching pulses with the trailing edge of the pulses, confirming the previous state. The duty cycle of the confirming pulses is limited on the upper side by the discharge time of the input capacitance of the MOS transistor through leaks and locked transistor switch 2 and diode 3. In practice, this is 100 μs or more. Decoupling transformers 4 and 5 transmit short pulses (fractions of a microsecond) at high duty cycle. This allows us to simplify them (use two windings instead of three in the prototype) and reduce the mass and dimensions, since the power of the transformed signal is inversely proportional to the duty cycle. The small number of turns in the windings of these transformers allows for high-potential isolation (10 kV or more) with small dimensions.

На фиг.3 представлена схема задержки переднего фронта, которая содержит резистор 18 и конденсатор 19 RC-цепи, диод 20 и пороговый элемент 21, общую шину 22 RC-цепи. Передний фронт нарастает с постоянной времени, равной произведению сопротивления резистора 18 и емкости конденсатора 19. Пороговый элемент 21 (например, компаратор) формирует крутой фронт, задержанный описанной RC-цепью. Задний фронт не задерживается, так как при спаде входного напряжения конденсатор 19 мгновенно разряжается через диод 20.Figure 3 presents the leading edge delay circuit, which contains a resistor 18 and a capacitor 19 of the RC circuit, a diode 20 and a threshold element 21, a common bus 22 of the RC circuit. The leading edge rises with a time constant equal to the product of the resistance of the resistor 18 and the capacitance of the capacitor 19. The threshold element 21 (for example, a comparator) forms a steep front, delayed by the described RC circuit. The trailing edge is not delayed, since when the input voltage drops, the capacitor 19 is instantly discharged through the diode 20.

Управляемый генератор (фиг.4) содержит микросхему таймера 26, времязадающий конденсатор 23, высокоомный резистор 24 и низкоомный резистор 25. При высоком уровне напряжения на входе генератора обкладка конденсатора, соединенная с триггерным 27 и пороговым 28 входами таймера, заряжается через резисторы 24 и 25 и, когда напряжение на ней достигает 2/3 питания таймера, на выходе таймера происходит отрицательный перепад напряжения и вход 29 цепи разряда таймера соединяется с корпусом, быстро разряжая конденсатор 23 через низкоомный резистор 25. При достижении уровня, равного 1/3 питания таймера, на выходе 30 таймера происходит положительный перепад напряжения. Далее процесс повторяется. Происходит генерация кратковременных отрицательных импульсов с большой скважностью. Когда на входе генератора происходит спад напряжения до нуля, напряжение на входах 27 и 28 таймера 26 падает ниже уровня, равного 1/3 питания таймера, независимо от предшествующего значения этого напряжения, т.е. генерация мгновенно прекращается в любом случае. Когда на входе генератора происходит положительный перепад напряжения, напряжение на входах 27 и 28 таймера мгновенно поднимается выше уровня, равного 2/3 питания таймера, независимо от предшествующего значения этого напряжения, после чего происходит разряд конденсатора 23 через низкоомный резистор 25. Таким образом, генерирование начинается с формирования такого же импульса, как и все последующие. Передний фронт этого импульса совпадает с передним фронтом управляющего сигнала.The controlled generator (figure 4) contains a timer chip 26, a timing capacitor 23, a high-resistance resistor 24, and a low-resistance resistor 25. At a high voltage level at the generator input, the capacitor plate connected to the trigger 27 and threshold 28 timer inputs is charged through resistors 24 and 25 and, when the voltage on it reaches 2/3 of the timer power supply, a negative voltage drop occurs at the output of the timer and the input 29 of the timer discharge circuit is connected to the housing, quickly discharging the capacitor 23 through a low-resistance resistor 25. Upon reaching SRI level equal to 1/3 of the timer, the output of the timer 30 occurs a positive voltage drop. The process is then repeated. Short-term negative pulses with a high duty cycle are generated. When the voltage drops to zero at the generator input, the voltage at the inputs 27 and 28 of the timer 26 drops below a level equal to 1/3 of the timer power, regardless of the previous value of this voltage, i.e. generation instantly stops anyway. When a positive voltage drop occurs at the generator input, the voltage at the inputs 27 and 28 of the timer instantly rises above the level equal to 2/3 of the timer supply, regardless of the previous value of this voltage, after which the capacitor 23 is discharged through a low-resistance resistor 25. Thus, the generation begins with the formation of the same impulse as all subsequent ones. The leading edge of this pulse coincides with the leading edge of the control signal.

Импульсы с крутыми фронтами невозможно сформировать одним электронным ключом из-за заметной величины выходной емкости закрытого ключа при конечной величине нагрузочного сопротивления. Крутые фронты можно получить, заменив нагрузочное сопротивление вторым МДП-транзистором, который переключается в противофазе с первым МДП-транзистором, т.е. сформировав парафазный ключ.Pulses with steep edges cannot be generated with a single electronic key due to the noticeable value of the output capacity of the private key with a finite value of the load resistance. Steep fronts can be obtained by replacing the load resistance with a second MOS transistor, which switches in antiphase with the first MOS transistor, i.e. having formed a paraphase key.

Парафазный ключ (фиг.5) содержит положительную 36 и отрицательную 37 шины питания, МДП-транзисторы первый 1 и второй 31, транзисторные ключи 2 и 32, диоды 3 и 33, резисторы 34 и 35, трансформаторы 4 и 5 с двумя вторичными обмотками каждый, управляемые генераторы 6 и 7 импульсов, схемы 8 и 9 задержки передних фронтов и инвертор 10. При этом важно не допустить сквозных токов за счет введения кратковременной паузы. Пауза формируется RC-цепями из входных емкостей МДП-транзисторов и резисторов 34 и 35, введенных последовательно с диодами 3 и 33. RC-цепи задерживают включение первого МДП-транзистора. Выключение второго МДП-транзистора осуществляется тем же сигналом, но без задержки. Так формируется пауза. Кратковременная пауза создает возможность последовательного включения МДП-транзисторов для увеличения амплитуды формируемых импульсов, т.к. неодновременность включения и выключения транзисторов в последовательных цепочках не приводит к перенапряжениям за счет того, что другая последовательная цепочка в это время еще полностью выключена.Paraphase switch (figure 5) contains a positive 36 and negative 37 power bus, MOS transistors first 1 and second 31, transistor switches 2 and 32, diodes 3 and 33, resistors 34 and 35, transformers 4 and 5 with two secondary windings each , controlled generators 6 and 7 pulses, circuits 8 and 9 of the delay of the leading edges and inverter 10. It is important to prevent through currents by introducing a short pause. A pause is formed by RC circuits from the input capacitances of the MOS transistors and resistors 34 and 35, introduced in series with the diodes 3 and 33. The RC circuits delay the inclusion of the first MIS transistor. The second MOS transistor is turned off by the same signal, but without delay. So a pause is formed. A short pause makes it possible to sequentially turn on MOS transistors to increase the amplitude of the generated pulses, because the non-simultaneous switching on and off of transistors in series circuits does not lead to overvoltages due to the fact that another series circuit at this time is still completely turned off.

Парафазный электронный ключ с трансформаторной развязкой на повышенное в n раз напряжение (фиг.6) содержит шины питания 36 и 37, n первых МДП-транзисторов 1 и n вторых МДП-транзисторов 31, n шунтирующих резисторов 38 и n шунтирующих резисторов 39, n транзисторных ключей 2 и n транзисторных ключей 32, n диодов 3 и n диодов 33, n резисторов 34 и n резисторов 35, трансформаторы 4 и 5 с 2п вторичными обмотками каждый, управляемые генераторы импульсов 6 и 7, схемы задержки передних фронтов 8 и 9 и инвертор 10. Шунтирующие резисторы 38...38n и 39...39n обеспечивают равномерное распределение напряжения на последовательно включенных запертых транзисторах в цепочках МДП-транзисторов. Кратковременные задержки включения, гарантировавшие отсутствие сквозных токов парафазного ключа, в этом случае исключают перенапряжение на МДП-транзисторах во время процедуры переключения.A paraphase electronic switch with transformer isolation for a voltage n times increased (Fig. 6) contains power buses 36 and 37, n of the first MOS transistors 1 and n of the second MOS transistors 31, n of shunt resistors 38 and n of shunt resistors 39, n of transistor keys 2 and n transistor keys 32, n diodes 3 and n diodes 33, n resistors 34 and n resistors 35, transformers 4 and 5 with 2p secondary windings each, controlled pulse generators 6 and 7, delay circuits of the leading edges 8 and 9 and an inverter 10. Shunt resistors 38 ... 38n and 39 ... 39n provide uniform distribution Voltage distribution on series-connected locked transistors in the circuits of MOS transistors. Short-term switching delays, guaranteeing the absence of through-currents of the paraphase switch, in this case exclude overvoltage on the MOS transistors during the switching procedure.

Claims

1. An electronic switch with transformer isolation, containing an MOS transistor, a transistor switch whose outputs are connected between the gate and the source of the MOS transistor, a diode, a first transformer, the secondary winding of which is connected to the source of the MOS transistor and the end to the anode of the diode, the cathode of which is connected to the gate of the MOS transistor, the second transformer, the secondary winding of which is first connected to the source of the MOS transistor, and the end to the input of the transistor switch, the inverter, the first and second pulse packetizers, outputs which are connected to the primary windings of the first and second transformers, respectively, characterized in that two controlled generators of short pulses are used as pulse train generators, the first pulses of which coincide with the edges of the control signal, and the first leading edge delay circuit is introduced, the output of which is connected to the input of the first controlled generator, and the input with the electronic key input and the inverter input, and the second leading edge delay circuit, the output of which is connected to the second input th controlled generator, and the input - with the output of the inverter.

2. The electronic switch with transformer isolation according to claim 1, characterized in that the leading edge delay circuit comprises an RC circuit, a shunt diode and a threshold element, wherein one terminal of the RC resistor and the cathode of the shunt diode are connected to the input of the circuit, and the other terminal the RC circuit resistor and the anode of the shunt diode are connected to the first terminal of the RC circuit capacitor and the input of the threshold element, the second terminal of the RC circuit capacitor is connected to the common bus, and the output of the threshold element is the output of the leading edge delay circuit.

3. The electronic switch with transformer isolation according to claim 1, characterized in that the controlled generator contains a timer chip, a time-varying capacitor, high-resistance and low-resistance resistors, the first terminals of the time-varying capacitor and high-resistance resistor connected to the input of the controlled generator, and their second conclusions connected to the findings of the low-resistance resistor, the common point of the two resistors is connected to the input of the timer discharge circuit, and the common point of the low-resistance resistor and the timing capacitor is connected to the trigger and by the timer inputs, and the timer output is the output of a controlled generator.

4. The electronic switch with transformer isolation according to claim 1, characterized in that the second MOS transistor with its diode and transistor key is inserted into it, the second secondary windings of the transformers and two resistors connected in series with the diodes, the second secondary winding of the second transformer is connected with the source of the second MOS transistor, and the end with its gate through the resistor-diode circuit, the second secondary winding of the first transformer is connected to the source of the second MOS transistor, and the end to the input of the second transistor key, the drain of the first MOS transistor is connected to the positive power bus, the source of the second MOS transistor is connected to the negative power bus, and its drain is connected to the source of the first MOS transistor and is the output of the electronic key.

5. The electronic switch with transformer isolation according to claim 4, characterized in that it is additionally inserted and connected in series with the first and second MOS transistors, n-1 first MOS transistors and n-1 second MOS transistors with corresponding resistors, respectively , diodes, transistor switches, first and second secondary windings of the first and second transformers, and shunt resistors are included in parallel with all the MOS transistors.